[发明专利]曝气单元及包括其的过滤装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种曝气单元及包括其的过滤装置，更具体地，本发明涉及一种曝气单元及包括其的过滤装置，所述曝气单元能够通过充分并且均匀清洁该装置的所有中空纤维膜来提高过滤装置的过滤效率。

背景技术

用于水处理的分离方法包括加热或者相变方法、过滤膜方法等等。根据所述过滤膜方法，通过控制过滤膜细孔的大小可以获得想要的水质，这有利于提高工艺的可靠性。而且，由于所述过滤膜方法不需要加热工艺，它可以有利地用于使用微生物的水处理，而使用微生物的水处理原本会受到热量的负面影响。

所述过滤膜方法中的一种方法是使用中空纤维膜组件，在中空纤维膜组件内，中空纤维膜以膜束的形式设置。通常，中空纤维膜组件被广泛应用于精密过滤领域，例如无菌水，饮用水，超纯水等的制备。然而，近来，中空纤维膜组件的应用领域正在向污水/废水处理、污水处理罐中固体的分离、工业废水中悬浮物（SS）的去除、河水的过滤、工业水的过滤，池水的过滤等方向扩展。

所述中空纤维膜组件可以根据其操作方式分为浸没式组件和压力式组件。

所述浸没式组件被浸入在含有要纯化的流体的池中。当在所述中空纤维膜内部施加负压时，仅会允许纯流体透过所述膜并进入其中空内部，同时诸如杂质或者污泥的污染物留在膜外面。所述浸没式组件在减少设施建设成本及其操作成本上是有利的，因为它不需要任何用于流体循环的设备。

然而，通过所述中空纤维膜进行的连续水处理引起所述膜的结垢，所述膜的结垢显著降低了所述中空纤维膜的水渗透性能。由于所述膜结垢物质以各种方式污染膜，需要以与其对应的各种方式来清洁被污染的中空纤维膜。

清洁中空纤维膜的各种方法之中有一种是曝气清洁方法。

在下文中，将参照图1和图2介绍根据相关技术的曝气清洁方法。

图1示意性地示出了根据相关技术的清洁方法的一个单元组件的清洁；图2是根据相关技术的过滤装置的俯视图。

如图1所示，中空纤维膜组件10包括一对膜头11及其中间的中空纤维膜。在过滤过程中，每一个膜头11都设置在基本上垂直于所要处理的水的表面的方向（Z轴方向），并且中空纤维膜12设置在基本平行于所要处理的水的表面的方向（X轴方向）。每一个中空纤维膜12的两端分别通过固定部分11b封装在膜头11内。通过中空纤维膜12的滤液通过出口11a输送到滤液贮槽（未示出）。

中空纤维膜组件10的下面是曝气管20。当从曝气管20的曝气孔（H）排出的气泡上升时，中空纤维膜12被清洁。

随着长时间进行过滤处理，中空纤维膜12发生收缩，从而引起连接至膜头11的中空纤维膜12的末端被破坏或者引起中空纤维膜12从膜头11分离。为了解决这类问题，中空纤维膜12的两端一般封装在该对膜头11内，并使得中空纤维膜12内存在松弛（slack）。

然而，由于中空纤维膜12中的松弛，在曝气清洁过程中，升起的气泡和水流使得所述中空纤维膜呈向上凸起形状。

通过其曝气孔（H）从曝气管20排出的气泡打在呈向上突起形状的中空纤维膜12上，并且因此，气泡朝中空纤维膜12的中间部分逐渐上升。

结果，如图2所示，当对应于高气泡密度区（HA）的中空纤维膜12的中间部分被充分清洁时，对应于低气泡密度区（LA）的中空纤维膜12的两个末端部分不能被充分清洁，这使得过滤装置的整体过滤效率被降低。

发明内容

技术问题

因此，本发明旨在提供一种能够防止相关技术的这些限制和缺点的曝气单元及包括其的过滤装置。

本发明的一个方面，提供一种曝气单元，所述曝气单元能够通过充分并且均匀地清洁装置中的所有中空纤维膜，来提高过滤装置的过滤效率。

本发明的另一个方面，提供一种具有高过滤效率的过滤装置，所述过滤装置中的所有中空纤维膜能够被充分并且均匀地清洁。

本发明的附加优点、目的和特性将在下述描述中予以某种程度的阐述，在某种程度上，根据下面的试验，本发明的附加优点、目的和特性对本领域的一般技术人员来说变得明显或者从本发明的实践中可以了解本发明的附加优点、目的。本发明的目的和其他优点可以通过说明书及其权利要求具体指出的结构来实现和达到。

技术方案